Многофазный инвертор

О П И С А Н И Е пщ 65 О 188ИЗОБРЕТЕЙИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(23) Приорите СССР по делам изоб и открытн(71) Заявитель ециальное конструкторское бюро по проектированию агрегатных станков и автоматических линий4) МНОГОФАЗНЫЙ И Н ВЕРТО Изобретение относится к электротехнике, к области преобразовательной техники и может быть использовано при построении многофазных инверторов, предназначенных, в частности, для частотно управляемых электроприводов.Известны многофазныс тиристорные пнверторы 1 - 51.При использовании известных многофазных инверторов для регулирования скорости вращения электродвигателей, с целью поддержания постоянного момента на валу двигателя, необходимо, чтобы источник напряжения был регулируемым, Но применение регулируемого источника питания ведет к усложнению системы управления и конструкции устройства в целом. В этом отношении во многих случаях является оправданным применение источника тока, при подключении к которому выходное напряжение инвертора является величиной производной от сопротивления нагрузки.Однако подключение известных многофазных инверторов, нагрузкой которых являстся электродвигатель, к источнику тока ведет к ненадежному (нестабильному и неустойчивому) пуску инвертора, так как энергия, запасенная коммутирующим конденсатором блока коммутации в первый момент пуска, недостаточна для закрытия соответствующего основного тиристора припереводе инвертора в следующее тактовоесостояние, а это приводит к опрокидываниюинвертора. Указанное обстоятельство объясняется тем, что полное сопротивление нагрузки (электродвигателя), от величиныкоторого зависит выходное напряжение инвертора, в начальный момент мало,Целью изобретения является повышениенадежности работы инвертора тока в пусковых и рабочих режимах.Наиболее близким техническим решением к изобретению является известный многофазный инвертор по осн. авт. св.326691,который снабжен блоком блокировки и управляемыми ключевыми элементами, которые установлены в цспях управления основных тиристоров ипвсртора и своими управляющими входами связаны с блоком бло 20 кировки.На фиг, 1 приведена принципиальная схема предлагаемого многофазного инвертора;фиг. 2 - схема устройства блокировки управляющих сигналов.2- Многофазный инвсртор (фиг. 1) содержит основные тиристоры 1 - 6, включенныепо трехфазной мостовой схеме; коммутирующие тиристоры 7 - 8, соединенные междусобой последовательно и подключенные вь 0 пРЯмом напРавлении мсжДУ вывоДами пс.15 50 55 ао 65 точника постоянного тока 9; тиристоры реактивного тока 10 - 15, обьсдпненные в анодную и катодную группу, каждая из которых включена между выходными выводами инвертора и одной из обкладок коммутирующего конденсатора 16 (являющегося источником коммутирующего напряжения), другая обкладка которого подключена к общей точке соединения коммутирующих тиристоров 7 - 8; дроссель 17, включенный между выводом источника постоянного тока 9 и инвертором; коммутирующие дросссли 18, включенные между анодпой и катодной группами основных тиристоров инвертора и его выходными выводами, ключевые элементы 19 (например, замыкающие контакты реле), включенные в цепи управления соответствующих основных (тактовых) тиристоров 1 - 6, с управлением от блока блокировки управляющих сигналов 20, выполненного в виде (фиг, 2) последоватсльно соединенных по отношению к источнику питания блок-контакта выключателя 21, размыкающего контакта 22 реле 23, регулируемого резистора 24, конденсатора 25. Последовательно с реле 23 по отношению к источнику питания включены, с одной стороны, блок-контакт выключателя 21, с другой стороны, тиристор 26, цепь управления которого состоит из последовательно соединенных динистора 27 и резистора 28, подключенного к точке соединения резистора 24 и конденсатора 25. Импульсы для управления тиристорами инвертора обеспечиваются системой управления 29,Ипвертор от источника тока работаст следующим образом.При пуске одновременно с подключением источника питания включают систему управления 29, вырабатывающую тактовые импульсы, и блок блокировки управляющих сигналов 20.Предположим, что в первый момент запуска инвертора система управления 29 выдала тактовый импульс по первому каналу, управляющему тирпсторами 1 - 4 - 7 - 14, Но импульсы управления поступают только па тиристоры 4 - 7 - 14, а на основной (тактовый) тиристор 1 импульс управления нс проходит, так как он заблокирован ключевым элементом 19 и управляемым от блока блокировки управляющих сигналов 20, т. с. импульсы управления поступают только на (тактовые) тиристоры, стоящие в цепи заряда коммутирующего конденсатора, Инвертор находится в режиме подзаряда коммутирующего конденсатора. Ток заряда коммутирующего конденсатора протекает по цепи: плюс источника питания 9, выключатель 21, дроссель 17, коммутирующий тиристор 7, коммутирующий конденсатор 16, тиристор реактивного тока 14, обмотки двигателя фаз С и В соответственно, коммутирующий дросссль 18, основной тиристор 4, выключатель 21, минус источника питания 9. По истечении выдержки времени, определяемой блоком блокировки управляющих сигналов 20, в течение которой происходит подзаряд коммутирующего конденсатора 16, на ключевые элементы 19 поступает команда о снятии блокировки управляющих сигналов с основных тактовых тиристоров 1 - 6. Коммутирующий тиристор 7 и тиристор реактивного тока 14 закрываются по окончании заряда конденсатора.С выдачей системой управления 29 второго тактового импульса по второму каналу включаются (тактовые) тиристоры 1 - б - 8 - 13 и запирастся тиристор 4, С этого момента начинается второй этап запуска инвертора и переход его в рабочий режим, С включением тактовых тиристоров 1 - 6 - 8 - 13 образуется два контура для протекания тока,Силовой ток протекает по контуру: плюс источника питания 9, выключатель 21, дроссель 17, основной тиристор 1, коммутирующий дроссель 18, обмотки двигателя фаз А и С соответственно, коммутирующий дроссель 18, основной тиристор б, выключатель 21, минус источника питания 9.Ток перезаряда коммутирующего конденсатора протекает по контуру: плюс источника питания 9, выключатель 21, дроссель 17, основной тиристор 1, коммутирующий дроссель 18, обмотки двигателя фаз А и В соответственно, тиристор реактивного тока 13, коммутирующий конденсатор 16, коммутирующий тиристор 8, выключатель 21, минус источника питания 9. Перезаряд конденсатора в этом тактс осуществляется как за счет основного источника тока 9, так и за счет энергии, запасенной обмоткой двигателя фазы В в предыдущем такте. По окончании перезаряда конденсатора коммутирующий тиристор 8 и тиристор реактивного тока 13 выключаются,Запиранию тиристора 4 способствует разряд коммутирующего конденсатора (его полярность для этого момента указана на схеме), который разряжается как по контуру, описанному выше, так и через (подлежащий закрытию) основной тиристор 4 по контуру: коммутирующий конденсатор 16, коммутирующий тиристор 8, основной тиристор 4, коммутирующий дроссель 18, тиристор реактивного тока 13, коммутирующий конденсатор 16.Образовавшееся устойчивое состояние схемы сохраняется до выдачи системой управления 29 очередного тактового импульса. При этом откроются тактовые тиристоры 3 - 6 -- 10 и закроется тиристор 1. Коммутирующий тиристор 7 и тиристор реактивного тока 10 выключаются по окончании пере- заряда коммутирующего конденсатора 16 и т. д. в течение всего рабочего режима.Изменяя частоту тактовых импульсов, выделяемых системой выправления 29, рег 6501885 1 О лируют скорость вращения электродвигателя.Коммутирующие дроссели 18 в ннвсрторе создают в динамике асимметрию между пол. ным сопротивлением цепи силового тока Л, и полным сопротивлением цепи тока, пере- заряжающего коммутирующий конденсатор 16, Л; причем У, всегда больше Л.Такая асимметрия полных сопротивлений цепи силового тока Л, и цепи тока перезаряда конденсатора Л способствует увеличению скорости персзаряда коммутирующего конденсатора, а это, в свою очередь, делает надежнее, стабильнее, устойчивее работу инвертора как во время пуска, так и в рабочем режиме, включающем шаговый режим.Дроссель 17 рассчитан так, чтобы скорость нарастания напряжения, возникающего при переключении, была снижена до величины, базопасной для тиристоров, не переключаемых в данный момент времени.Применяемый блок блокировки управляющих сигналов 20 (фиг. 1), управляющий ключевыми элементами 19, включенными в цепи управления основных тактовых тиристоров 1 - 6, приводящийся в действие от блок-контакта выключателя 21, работает следующим образом (см. фиг. 2).При пуске инвертора замыкается блок- контакт выключателя 21 и начинается процесс заряда конденсатора 25 через регулируемый резистор 24 и через размыкающие контакты 22 реле 23. Постоянная времени цепи заряда конденсатора 25 определяется интервалом времени, необходимого для заряда коммутирующего конденсатора 16 15 2 О 25 зо Зб(фпг, 1), Когда конденсатор 25 зарядится до определенного напряжения, включается динистор 27. При этом тпристор 26 запускается, подключая обмотку реле 23 к источнику питания. Реле 23 срабатывает и выдает команду на ключевые элементы 19 (фиг.1) о снятии блокировки управляющих сигналов с основных тактовых тпристоров 1 - 6. После снятия блокировки управляющие импульсы поступают одновременно на все тактовые тиристоры инвертора. Формула изобретения Многофазный инвертор по авт. св. ЛЪ 326691, подключаемый к источнику тока, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения надежности работы в пусковых и рабочих режимах, он снабжен блоком блокировки и управляемыми ключевыми элементами, которые установлены в цепях управления основных тиристоров пнвертора и своими управляющими входами связаны с блоком блокировки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Сб. Применение тиристорных преобразователей в электротехнике, вып. 1, 1972, с. 214, рис. 1.2. Авторское свидетельство СССР Мо 369663 кл Н 02 М 7/515 1610693. Авторское свидетельство СССР Мд 511658, кл. Н 02 М 7/515, 02.01.73.4. Полупроводниковые преобразователи электрической энергии, под ред, А. Крогериса, пзд. Зинатне, Рига, 1969, с. 153.5. Авторское свидетельство СССР Мо 326691, кл. Н 02 М 7/52, 17.01.70,650188 ставитель Г. Мыцикехред Н. Строганова Корректор А. Степано дактор Ю, Челюкано Типография, пр. Сапунова,каз 2717/17 Изд,161 НПО Государственного комитета СССР по 113035, Москва, Ж, 1 зауп